Uma VLAN é, essencialmente, um switch virtual. Se você tiver VLANs com diferentes IP Netblocks neles, você precisará de um dispositivo de Camada 3 para fornecer conectividade entre as VLANs. Se você tiver todos eles na mesma faixa de IP, precisará da conectividade da Camada 2 entre as VLANs e o particionamento da VLAN será inútil.
Ter VLANs com sub-redes diferentes e nenhum roteamento entre elas funcionaria em switches L2, contanto que você tenha troncos de VLAN entre eles, mas nesse cenário, você está segregando as diferentes VLANs e tornando impossível a comunicação entre elas.